PARETI Analisi e progetto di pareti duttili sismoresistenti in c.a. v. 1.01.05 del 06 marzo 2013 dott. ing. FERRARI Alberto GUIDA DELL UTENTE
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. p. 2
by FERRARI ing. Alberto Per ogni dubbio, segnalazione d errore o consigli, contattare: dott. ing. FERRARI Alberto via Montemaderno, 40 25088 Toscolano Maderno (BS) Cell. 347.5562749, Tel. 0365.548413 E-mail: errarialberto@errarialberto.it Pec: errarialberto@pec.errarialberto.it Sito internet: p. 3
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. SOMMARIO 1. Introduzione... 5 1.1. Registrazione del sotware... 5 1.2. Edizioni... 6 1.3. Aggiornamento del sotware... 6 1.4. Vantaggi di questo sotware... 6 1.5. Limiti di calcolo... 7 1.6. Apertura di ile.par da Risorse del Computer... 7 2. Deinizione di una parete... 8 2.1. Le caratteristiche meccaniche dei materiali... 10 2.2. Le armature... 11 2.2.1. Le armature longitudinali... 11 2.2.2. Le armature trasversali... 12 2.2.3. Le armature inclinate... 13 3. Le veriiche... 14 3.1. Veriiche a lessione... 14 3.2. Veriiche a taglio... 15 3.3. Le veriiche allo scorrimento... 16 4. Scanbio di dati con altre applicazioni... 18 4.1. La relazione di calcolo (.doc)... 18 4.2. Le sollecitazioni e le resistenze (.xls)... 18 4.3. Il disegno (.dwg)... 18 5. Opzioni varie... 19 5.1. Segnalazione bug... 19 p. 4
by FERRARI ing. Alberto CAPITOLO 1 1. Introduzione PARETI è un programma ideato nel 2010 per l analisi ed il progetto di pareti duttili in c.a. sismoresistenti. E vietata la pubblicazione su siti internet di questo sotware senza l autorizzazione scritta dell ing. FERRARI Alberto. La responsabilità civile e penale per danni a persone e/o cose derivanti dall uso corretto o improprio di questo sotware è del solo utente, che è tenuto alla veriica dei risultati ottenuti tramite metodi e strumenti di calcolo alternativi. 1.1. Registrazione del sotware Per poter utilizzare questo sotware è richiesta una registrazione obbligatoria e gratuita via internet al primo avvio; i dati personali introdotti saranno trasmessi via internet. Fig. 1 - Form di registrazione. p. 5
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. 1.2. Edizioni Questo sotware per ora è pubblicato nella sola edizione Demo. 1.3. Aggiornamento del sotware Questo sotware esegue un controllo via internet all avvio su un server protetto per la veriica sulla disponibilità di una versione più recente. Nel caso in cui si disponga di un antivirus, di un irewall o di un sistema operativo recente un messaggio per la sicurezza segnala il tentativo di connessione ad internet da parte di questo sotware; si potrà scegliere se consentire o meno tale connessione per la veriica degli aggiornamenti. Se l utente decide di non consentire tale accesso potrà comunque utilizzare il sotware. Nel caso in cui siano disponibili aggiornamenti, verrà avviata l applicazione downloader.exe che provvederà all aggiornamento del nuovo ile eseguibile in modo automatico. Oltre all aggiornamento del ile eseguibile, il sotware provvede automaticamente all aggiornamento di tutti i ile richiesti dall applicazione se esiste una versione più recente (guida dell utente, modelli, ecc.). Il download di questi componenti avverrà in background consentendo contemporaneamente l utilizzo del sotware da parte dell utente. Fig. 2 - Messaggio visualizzato nella barra di stato durante il download. Fig. 3 - Messaggio visualizzato nella barra di stato al termine del download. Nel caso in cui non sia disponibile alcun aggiornamento verrà indicato nella barra di stato il messaggio seguente. Fig. 4 - Il sotware è completamente aggiornato. Questo sotware non contiene codice spyware né malware; le unzioni di aggiornamento hanno il solo obiettivo di mantenere eicientemente aggiornato il sotware. 1.4. Vantaggi di questo sotware I principali vantaggi nell utilizzo di questo sotware sono; estrema rapidità nella deinizione della parete; massima interattività con utente; p. 6
by FERRARI ing. Alberto aggiornamento in tempo reale di tutti i orm visualizzati al variare di qualsiasi dato di input; diagrammi delle azioni interne; possibilità di analizzare pareti con sezione sia rettangolare che con testa a martello. 1.5. Limiti di calcolo I limiti di calcolo di questo sotware sono: possibilità di analizzare solo pareti duttili (non estese debolmente armate) e semplici (non accoppiate); impossibilità di analizzare pareti composte ("T", "L", "C", ecc); possibilità di eseguire veriiche con il solo D.M. 14.01.2008; possibilità di eseguire veriiche solo in CD'B'; impossibilità di utilizzare armature inclinate o armature a spinotto (scorrimento); alcune veriiche sui dettagli costruttivi non vengono eseguite (legature, barre issate/non issate, ancoraggi delle armature) 1.6. Apertura di ile.par da Risorse del Computer E possibile aprire un ile.par direttamente da Risorse del Computer a patto di associare l estensione.par all esecuzione di pareti.exe. p. 7
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. CAPITOLO 2 2. Deinizione di una parete La parete duttile viene deinita con i seguenti dati: altezza della parete h w ; larghezza della parete l w ; spessore della parete b w ; tipologia di parete (rettangolare o con teste a martello); spessore delle eventuali teste a martello; normativa di rierimento; classe di duttilità CD; attore di struttura adottato q; caratteristiche dei materiali impiegati, ed in particolare: resistenza caratteristica cubica del calcestruzzo R ck ; tipo di acciaio; coprierro. p. 8
by FERRARI ing. Alberto Fig. 5 - Deinizione dei dati generali della parete. In seguito è necessario deinire i carichi trasmessi dai vari impalcati alla parete (in genere i carichi relativi alla combinazione CQC allo SLV), ed in particolare: quota di ciascun impalcato; azione assiale trasmessa da ogni impalcato; taglio trasmesso da ogni impalcato. Fig. 6 - Quote ed azioni di piano. Durante questa prima ase di introduzione dei dati della parete verrà visualizzata la parete ed i diagrammi di sollecitazione (momento lettente M, taglio V ed azione assiale N). Nel diagramma del momento lettente sono presenti due linee rosse: la prima è relativa al valore di analisi, la seconda tiene conto della traslazione verso l'alto del diagramma per un'altezza pari all'altezza critica h cr (decalage). p. 9
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. Fig. 7 - Caratteristiche geometriche della parete e diagrammi di sollecitazione. 2.1. Le caratteristiche meccaniche dei materiali Le caratteristiche meccaniche assunte per il calcestruzzo sono: resistenza caratteristica cubica a compressione (a 28 gg) R ck ; resistenza caratteristica cilindrica ck 0. 83Rck ; coeiciente di sicurezza c =1.5; resistenza di progetto cd ck cc (con cc =0.85). c Le caratteristiche meccaniche assunte per l'acciaio sono: resistenza caratteristica allo snervamento yk ; coeiciente di sicurezza s =1.15; resistenza di progetto allo snervamento yd yk. Di seguito sono riportati i legami costitutivi adottati per calcestruzzo (parabola-rettangolo) ed acciaio (elasto-perettamente plastico). s p. 10
by FERRARI ing. Alberto Fig. 8 - Legami costitutivi adottati. I valori delle deormazioni al raggiungimento del picco di resistenza ed ultima per il calcestruzzo sono assunti in unzione della Rck del calcestruzzo secondo le equazioni riportate nel D.M. 14.01.08. Per l'acciaio è adottato il legame elasto-perettamente plastico con limite sulla deormazione ultima pari al 6.75%. Non è possibile adottare legami costitutivi dierenti. 2.2. Le armature E' possibile deinire le armature longitudinali (lessione) e trasversali (taglio e coninamento) per ciascun piano. 2.2.1. Le armature longitudinali Le armature longitudinali si suddividono in: armatura verticale dei pilastrini d'estremità (zone coninate); armatura verticale d'anima. Arm. d'anima Arm. pilastrini Fig. 9 - Armatura longitudinale in una parete con teste a martello. L'armatura dei pilastrini viene deinita da: numero di barre in direzione x; p. 11
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. numero di barre in direzione y; diametro delle barre. Contestualmente all'immissione dei dati, PARETI indica l'area di calcestruzzo coninato, l'area di acciaio ed il rapporto geometrico d'armatura; per quest'ultimo viene controllato il limite del rispetto da 1 al 4% se in zona critica. Allo stesso tempo viene indicato il dominio M-N, l'azione assiale sollecitante alla base del piano ed il valore del momento resistente. Fig. 10 - Armature longitudinali. L'armatura verticale d'anima viene deinita da: diametro delle barre; passo tra le barre. Contestualmente viene visualizzato il rapporto geometrico d'armatura e che il valore di quest'ultimo non sia ineriore allo 0.2% per il controllo della essurazione a taglio come prescritto dalle NTC. Viene inine visualizzata l'armatura verticale totale (pilastrini+d'anima) ed il rapporto geometrico sull'area dell'intera sezione. 2.2.2. Le armature trasversali Le armature trasversali si suddividono in: armatura orizzontale d'anima; p. 12
by FERRARI ing. Alberto armatura orizzontale di coninamento dei pilastrini. Per l'armatura orizzontale d'anima è necessario deinire: il diametro; il passo. Contestualmente viene visualizzato il valore del rapporto geometrico d'armatura, il taglio sollecitante V Sd, il taglio resistente V Rd (sia a taglio trazione che a taglio-compressione) ed il coeiciente di sicurezza (rapporto tra V Rd e V Sd ). L'armatura orizzontale di coninamento dei pilastrini è deinita da: diametro; passo; numero di braccia (aspetto solo costruttivo). Fig. 11 - Armature trasversali. 2.2.3. Le armature inclinate Non è ancora possibile deinirle né considerarle nelle veriiche di scorrimento, lessione e taglio. p. 13
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. CAPITOLO 3 3. Le veriiche La prima veriica eseguita da PARETI è l'azione assiale adimensionalizzata; i limiti imposti al punto 7.4.4.5.2.1. delle NTC sono: N Sd in CD'B' 0. 40, b l N Sd in CD'A' 0. 35, b l w w w w cd cd in cui b w è lo spessore della parete, l w la larghezza della parete ed cd la resistenza di progetto del calcestruzzo. Nel caso in cui questa veriica preliminare non osse soddisatta PARETI avverte l'utente con un breve messaggio, indicando il sopracitato punto della normativa. PARETI esegue un'altra serie di veriiche preliminari, quali: spessore minimo dell'anima; rapporto larghezza/spessore (deve essere > 4). 3.1. Veriiche a lessione PARETI esegue le veriiche a lessione delle sezioni trasversali calcolando i punti del dominio d'interazione M-N ed interpolando la resistenza lessionale M Rd in unzione dell'azione assiale N Sd sollecitante la generica sezione. Il calcolo è eseguito assumendo i legami costitutivi deiniti per i materiali e considerando il mantenimento delle sezioni piane, nonché la peretta aderenza tra acciaio e calcestruzzo. E' possibile visualizzare il dominio d'interazione M-N di una determinata sezione (per controllo) ed eventualmente esportarne i dati in Excel. Il momento resistente di progetto viene valutato in unzione dell'azione assiale nella generica sezione di piano come indicato di seguito. p. 14
by FERRARI ing. Alberto Fig. 12 - Esempio di un dominio di rottura M-N. PARETI eettua la veriica sulla resistenza lessionale considerando il 50% dell'azione assiale di progetto a causa dell'apertura/chiusura delle essure nella cerniera plastica di base e del sollevamento dal suolo, nel caso in cui il attore di struttura q adottato sia >2. 3.2. Veriiche a taglio Le veriiche a taglio sono eseguite controllando che il taglio sollecitante sia sempre ineriore del valore resistente. Il taglio resistente è assunto pari al minore tra i valori di taglio-trazione e taglio-compressione (trascurando l'eetto beneico dell'azione assiale) deiniti da: V min( V, V ). Rd Rsd Rcd nbr Ast con VRsd 0. 8Lw sd (resistenza di calcolo a taglio trazione), s cd e VRcd 0.8bw Lw (resistenza di calcolo a taglio compressione, crisi bielle cls). 2 Nel traliccio resistente le bielle di calcestruzzo sono assunte con inclinazione pari a 45 rispetto l'asse longitudinale della parete, come imposto dal D.M. 14.01.08 ed il braccio della coppia interna z è issato pari a 0.8 l w. L'azione assiale di progetto N Sd viene trascurata a avore di sicurezza (e conseguentemente il +/-50% di N Sd diventa ininluente sulla veriica). p. 15
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. Fig. 13 - Esempio di diagramma del taglio resistente (linea in colore grigio). 3.3. Le veriiche allo scorrimento Alcune sezioni delle pareti richiedono di essere veriicate allo scorrimento; principalmente l'attacco al piede della parete (nella sezione di base della zona critica) e secondariamente in corrispondenza di tutte le riprese di getto (tipicamente intradosso ed estradosso impalcato, ma potrebbero essercene altre per necessità costruttive). Le veriiche a scorrimento sono condotte considerando due dei tre contributi di resistenza indicati dal D.M. 14.01.08: l'eetto spinotto (o dowel action) e l'attrito di base. Non è possibile per ora deinire armature inclinate (obbligatorie nelle pareti tozze) e conseguentemente il rispettivo contributo di resistenza (anche a lessione ed a taglio). Non è possibile eettuare veriiche di scorrimento in sezioni dierenti da quella di base. I tre contributi di resistenza sono: V dd 1.3 Asj cd yd min (eetto spinotto); 0.25 yd Asj V id non considerato (eetto armature inclinate); V d M Ed Asj yd N Ed min z (eetto attrito). 0.25 cdlwbw Nell'ultima espressione N Ed è considerato pari al 50% del valore da analisi nel caso in cui il attore si struttura adottato q sia >2, analogamente a quanto implementato per le veriiche lessionali. Per quanto riguarda e z, invece, vengo adottati i valori corrispondenti al punto di rottura sul dominio M-N interpolati e non i valori corrispondenti alla punto di sollecitazione (in genere non c'è grande dierenza tra il punto di sollecitazione e quello resistente sul dominio). p. 16
by FERRARI ing. Alberto Tutti i valori più importanti di queste veriiche vengono visualizzati all'utente ainché possa veriicarne l'esattezza. Fig. 14 - Veriiche di scorrimento. p. 17
Pareti duttili sismoresistenti in c.a. CAPITOLO 4 4. Scanbio di dati con altre applicazioni 4.1. La relazione di calcolo (.doc) Non ancora disponibile. 4.2. Le sollecitazioni e le resistenze (.xls) Non ancora disponibile. 4.3. Il disegno (.dwg) Non ancora disponibile. p. 18
by FERRARI ing. Alberto CAPITOLO 5 5. Opzioni varie 5.1. Segnalazione bug PARETI consente di segnalare eventuali bug durante il suo utilizzo se si dispone di una connessione internet; in questo modo il codice verrà corretto e pubblicato in una nuova versione. p. 19